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从跟跑到领跑 “三个面向”驱动我国科学家发现大丽轮枝菌引发植物落叶的机制
文章来源:中国农业信息网 文章作者:梁宝忠 日期:2019/1/8 字体: [ ] 阅读:226 次



    中国农业科学院农产品加工研究所戴小枫研究员领衔的有害生物防控创新团队继往开来,开发了大丽轮枝菌分子流行学检测技术,获得9项国家发明专利,并于1月4日在国际著名植物学期刊《新植物科学家(New Phytologist)》上首次阐明大丽轮枝菌与枯萎病菌长期混生过程中通过基因水平转移,参与化合物N-酰基乙醇胺合成、转运和引起落叶的分子机制。

    戴小枫告诉记者,此研究成果为落叶型大丽轮枝菌菌系的流行监测和预防控制提供了理论依据与技术支撑,不仅可根据鉴定的遗传变异开发基因标记,监测田间落叶型菌系的比例和分布,指导企业和农户更换品种或进行轮作,还为开发防控落叶型菌系的新型生物制剂/菌剂提供了靶点。

    据介绍,大丽轮枝菌是一种毁灭性的维管束土传植物病原真菌,能够侵染棉花、马铃薯、生菜、番茄、茄子、辣椒、甜瓜、西瓜、草莓等660多种植物,全球范围内每年由大丽轮枝菌引发黄萎病所造成的损失超过数千亿美元,在我国年均造成棉花减产20%以上,直接经济损失数百亿元。

    百年来,全球科学家一直致力于回答大丽轮枝菌维束管定殖、微菌核形成、无性繁殖、寄主广谱与专化、落叶与非落叶等重大生物学问题,但对大丽轮枝菌广适性背景下的寄主专化性的遗传机制和其引起植物落叶的遗传基础一直未有突破,而我国科学家也一直处于跟跑状态。

    在中国农科院科技创新工程的助推下,戴小枫带领有害生物防控创新团队不忘初心,砥砺前行,发现大丽轮枝菌通过“掠取”与其长期混生的棉花枯萎病菌的基因组片段获得对棉花的超强侵染能力,并直接参与合成、转运N-酰基乙醇胺化合物,该化合物一方面使棉花对“脱落酸”激素更加敏感,另一方面使棉花的内源激素系统紊乱,不正常大量合成“脱落酸”,最终导致棉花叶片脱落。该成果被国际著名植物学期刊《新植物科学家》刊登,标志着我国科学家在该领域赢得了一席之地,步入并跑的第一方阵。

    据戴小枫透露,为从基因组学、代谢组学与合成生物学等角度,系统破解黄萎病病原起源、群体结构及遗传演化等百年科学难题,由中国农科院农产品加工研究所牵头,联合美国加州大学戴维斯分校、西北农林科技大学等国内外14家科研院所,发起了国际大科学计划——“大丽轮枝菌基因组学研究”,正对150株来源不同国家、不同寄主的大丽轮枝菌菌种资源进行全基因组解析,对2000株不同变异型菌株进行重测序变异组分析。 


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